【正文】 2 39。39。39。 2 39。 2 39。sL ， 39。h? ，將 39。 39。L w owh h h?? 聯(lián)立得 39。1pch h h?? ? ?； 39。d p L dH h h h? ? ?； 39。()d T wH H h???， 由 39。3, m in 0 .0 3 5 0 .3 5 0 .0 0 2 4 5 /5f Ts AHL m s?? ???， 根據(jù)此式 可以 作出 與氣體流量無關(guān)的垂直液相負荷上限線 4。 339。 液相負荷下限線 對于平直堰，取堰上液層高度 39。39。 39。 39。39。 39。 31 . 2 9 7 0 . 0 0 9 8 9 1 0 . 1 3 9 5SL?? 根據(jù)此式 可以 作 出漏液線 1。 39。 39。 0 .0 0 0 0 0 .0 0 0 5 0 .0 0 1 0 0 .0 0 1 5 0 .0 0 2 0 0 .0 0 2 5 0 .0 0 3 00 .00 .10 .20 .30 .40 .50 .60 .7VS(m3/ s) LS(m3/ s)P 由塔板負荷性能圖可知，塔的 操作彈性 為 ， 彈性較大，設(shè)計結(jié)果滿足任務(wù)要求。 120 0 1 ()() VLa Ac??? 20 . 0 5 1 3 . 1 4 3( ) 0 . 5 8 6 5( 0 . 1 0 0 9 0 . 2 4 3 1 0 . 7 5 ) 8 0 7 . 5 0 5???? 39。 2 39。 液相負荷上限線 以 5s?? 作 為 液 體 在 降 液 管 中 停 留 時 間 的 下 限 ，因此 ， 5fTsAHL? ???， 則 3, m in 0. 03 5 0. 35 0. 00 24 5 /5f Ts AHL m s?? ???。 液沫夾 帶線 以 /ve kg kg? 液 氣為 液沫夾帶的界限 。 ??， 由此可知， 設(shè)計 的塔板上不存在 明顯漏液。 霧沫夾帶 霧沫夾帶量： 6 3. 10 ()av m T fue Hh????? 2. 5 2. 5 0. 05 0. 12 5fLh h m? ? ? ? 故 6 3 . 235 . 7 1 0 0 . 6 2( ) 0 . 0 0 9 1 3 / 0 . 1 /1 6 . 0 0 1 0 0 . 3 5 0 . 1 2 5ve k g k g k g k g???? ? ? ??? 同理，提餾段的為 0 .0 1 4 3 / 0 .1 /ve k g k g k g k g? ?? 漏液 對篩板塔，漏液點氣速： 0 , m i n 0 1 14 . 4 (0 . 0 0 5 6 0 . 1 3 ) /L L Vu C h h ? ??? ? ? 4 . 4 0 . 7 5 ( 0 . 0 0 5 6 0 . 1 3 0 . 0 5 0 . 0 0 1 ) 8 0 7 . 5 0 5 / 3 . 1 4 3? ? ? ? ? /ms? 實際孔速 0 0 , m 47 /u m s u??。h? 由公式 h? 計算 ， 則有 39。 ③ 液體表面張力的阻力 0h 計算 液體表面張力的阻力 ： 104 mLh gd???? 由公式 h? 計算 ， 則有 ： 31104 4 1 6 1 0 0 . 0 0 18 0 7 . 5 0 5 9 . 8 1 0 . 0 0 8hmgd? ? ??? ? ?? ? ?液柱 則氣體通過每層塔板的液柱高度 hP，可按公式 ： p c lh h h h?? ? ? = 氣體通過每層塔板的壓降 為： 0 . 0 7 3 6 8 0 7 . 5 0 5 9 . 8 1 5 8 3 . 0 6 0 . 7p a aP h g p Kp? ? ? ? ? ? ? ? 故 所 設(shè)計 的塔板的塔板壓降在 估算 范圍之內(nèi)。0 0 . 0 0 6 0 . 0 3 6 6 0 . 0 0 6 m 0 . 0 3 6 0 mWhh? ? ? ? ? 篩孔數(shù)目、篩孔排列及塔板布置 本設(shè)計塔徑為 ? ，因 800mmD? ，故塔板采用整塊式。39。 溢流堰長 wl 取堰長 wl 為 ，即 wl 0 .7 0 .7 0 .4 9m? ? ? 溢流堰堰高 hw owLw hhh ?? ， 取 E=，則 ： 2233 33 36 00 0. 00 08 062. 84 10 ( ) 2. 84 10 1 ( ) 0. 00 92 WLh E ml?? ?? ? ? ? ? ? ? ? 取板上清液層高度 50mmLh ? ， 故 ： 0 . 0 5 0 . 0 0 9 2 6 0 . 0 4 0 7 mW L O Wh h h? ? ? ? ? 39。 填料塔高度的計算 精餾段填料層高度 由下式可計算 氣相流速： 2s 224V 4 0. 21 74 3. 14 2 36 00G 63 88 .9 0 / ( )3. 14 0. 7v k g m hD ???? ? ? ?? ? ? ??? 表 填料層高度所用數(shù)據(jù)列表 氣相流速 塔徑 相對揮發(fā)度 液相粘度 液相密度 理論板數(shù) kg/(m2﹒ h) m cp kg/m3 2 等板高度 為 ： ? ? ? ?? ? ? ?1 / 300 . 3 7 1 . 2 4 1 / 303 8 0 . 2 0 5 3 9 . 44 . 3 5 0 . 3 0 73 8 2 . 1 0 . 2 0 5 6 3 8 8 . 9 3 9 . 4 0 . 78 1 0 . 9 0BC llH E TP A G D ZZ???????? ? ? ? ? ? ? ? ???????? ? ? ? ? ? ? ? ???? 0 2TZ H E T P H H E T P? ? ? ? 通過試差法解得： m? ，所以 精餾段填料層高度 2 0 . 5 7 1 . 1 4TZ H E T P H m? ? ? ? ?。 精餾段 和 提餾段 塔徑 都 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整為 ： ? 塔截面積為 ： 2 4TAD???2m 實際空塔氣速為 ： 10. 56 6 m ssTVu A? ? ?， 39。 1m a x0 . 7 0 . 7 0 . 8 0 1 0 . 5 6 1 m suu? ? ? ? ? 因此， 塔徑 39。 39。 22, 39。1 ( 6 . 8 3 . 4 1 5 1 . 2 5 5 9 . 4 3 1 ) 1 1 1 . 4 4 8 0 . 0 0 1 3 9 /3 6 0 0 3 6 0 0 7 8 2 . 4 5 1LS LLML m s? ? ? ? ?? ? ?? 精餾段塔徑 首先計算： 1122, 00 80 6 80 05( ) ( ) 17 43h LLVhVLF V ??? ? ? ? 選板間距 ? ，取板上液層高度 Lh = ， 0 .3 5 0 .0 5 0 .3 0TLH h m? ? ? ?， 而 20 ? 0. 2 0. 220 ( ) 0. 06 ( ) 0. 05 7420 20LCC ?? ? ? ? 計算可知： m a x LVVuC?????? 8 0 7 . 5 0 5 3 . 1 3 50 . 0 5 4 7 0 . 9 1 8 m / s3 . 1 3 5?? ? ? 取安全系數(shù)為 ，則空塔速度為 ： m a x0 . 7 0 . 7 0 . 9 1 8 0 . 6 4 2m / suu? ? ? ? 因此， 塔徑 4 4 0 . 2 1 7 7 4 9 0 . 6 5 6m3 . 1 4 1 6 0 . 6 4 2sVD u? ?? ? ??。 ( 6 . 8 1 ) 3 . 4 1 5 ( 1 . 2 5 5 1 ) 9 . 4 3 1 1 0 3 . 1 7 0 . 2 4 1 /3 6 0 0 3 6 0 0 3 . 4 5 3vVM ms? ? ? ? ? ? ?? ? ?? 39。 0. 26 7m mPa s? ? ? 表 基本物性數(shù)據(jù) 名稱 精餾段 提留段 平均溫度 C 平均壓力 kPa 液體平均摩爾質(zhì)量 1kg mol? 氣體平均摩爾質(zhì)量 1kg mol? 氣相平均密度 3/kgm 液相平均密度 3/kgm 平均表面張力 1mNm? 平均 黏度 mPas? 塔徑的計算 精餾段的氣、液相體積流率為 ： SV 3v ( 1 ) 15 92 .35 17 /36 00 36 00 43vVM ms? ? ? ?? ? ?? 3116. 8 3. 41 5 10 0. 87 /36 00 36 00 80 7. 50 5LSLLML m s? ??? ? ?? 提餾段的氣、液相體積流率為 ： 39。 1121 3 .1 5 m N m , 1 4 .5 6 m N m??? ? ? ?，提餾段平均表面張力： 39。 3 39。39。0. 19 , 0. 49mmxy?? 39。 實際塔板數(shù) 實際塔板數(shù) ： 精餾段：1 3 8 ? ? ?； 提餾段：2 5 1 10 .9 04 7 110. 42N ? ? ? ?（不包括再沸器） ； 全塔一共需要實際塔板數(shù)： 1219N N N? ? ?（不包括再沸器） 。Oconenell )對全塔效率進行估算 ， 根據(jù) 乙酸乙酯 — 乙酸丁酯 的相平衡數(shù)據(jù)可以查得： 1 ?? ， 1 ? ， 1 ? ℃ (塔頂?shù)谝粔K板 ) ? ， ? ， ? ℃ (加料板 ) ? ， ? ， ? ℃ (塔底 ) 由下式 ： ( 1)( 1)yxxy? ?? ? ， 可以求得： 1 4 .6 1 。 進料線方程的確定 當(dāng) ? 時，由乙酸乙酯 — 乙酸丁酯的相圖，查得溶液的泡點溫度為 ℃ ， 查得泡點溫度下 乙酸乙酯 和乙酸丁酯 的汽化熱 分別為 410 kJ kmol? 和 410 kJ kmol? 。在此過程中，熱能利用率很低， 如何選用高效節(jié)能、投資低的節(jié)能工藝是設(shè)計的關(guān)鍵 。 根據(jù)對工業(yè)生產(chǎn)中各種常見板式塔的特點進行分析和設(shè)計任務(wù)的要求，本設(shè)計選用篩板精餾塔。因此，設(shè)計時應(yīng)全面考慮，力求總費用盡可能低一些。設(shè)置必需的儀表并安裝在適宜 部位，以便能通過這些儀表來觀測和控制生產(chǎn)過程。塔釜采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲罐。 本設(shè)計任務(wù)為分離 醋酸乙酯 醋酸丁酯 混合物。 (3) 小孔篩板容易堵塞。 (3) 塔板效率高，比泡罩塔高 15％左右。板式塔在工業(yè)上最早使用的是泡罩塔 (1813 年 )、篩板塔 (1832 年 )，其后，特別是在本世紀(jì)五十年代以后，隨著石油、化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，相繼出現(xiàn)了大批新型塔板，如S 型板、浮閥塔板 、 多降液管篩板、舌形塔板、穿流式波紋塔板、浮動噴射塔板及角鋼塔板等?；ト芤后w混合物的分離 有多種方法 例如精餾、萃取、膜分離等 ， 其中 精餾是最 為 常用。 butyl acetate。 2） 典型標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備 —— 換熱器的選型設(shè)計，編制計算說明書。本設(shè)計 目標(biāo)是進行 低烴氣體 混合物 的分離 ，根據(jù)要求選用 篩板 精餾塔， 設(shè)計內(nèi)容 主要 包含物料橫算、塔板數(shù)確定、塔高塔徑計算、流體力學(xué)驗算、 輔助設(shè)備 設(shè)計及工藝流程圖等六個部分。 設(shè)計的主要參數(shù)為： 塔高 米 、塔徑 米 、 5 塊 理論板 、 全塔效率 47%、 11 塊實際板（ 不 含再沸器）、第 6 塊板為加料板 ；通過 干 板壓降、漏液、液泛、霧沫夾帶的流體力學(xué)驗算， 塔板結(jié)構(gòu)參數(shù)均滿足設(shè)計要求；塔頂使用全凝器，部分回流 。 3） 其他重要設(shè)備的設(shè)計及選型說明。 distillation。 精餾所進行的是氣 (汽 )、液兩相之間的傳質(zhì)，而作為氣 (汽 )、液兩相傳質(zhì)所用的塔設(shè)備，首先必須要能使氣 (汽 )、液兩相得到充分的接觸，以達到較高的傳質(zhì)效率。一般而論，板式塔的空塔速度較高，因而生產(chǎn)能力較大，塔板效率穩(wěn)定，操作彈性大，且造價低，檢修、清洗方便，故工業(yè)上應(yīng)用較為廣泛。 (4) 壓降較低，每板壓力比泡罩塔約低 30％左右。 第一章 設(shè)計 原則與步驟 設(shè)計 任務(wù) 醋酸乙酯 是一種用途廣泛的精細化工產(chǎn)品，具有優(yōu)異的溶解性、 快干性，用途廣泛，是一種非常重要的有機化工原料和極好的工業(yè)溶劑 。對于二元混合物的分離，采用連續(xù)精餾流程。 設(shè)計原則 總的原則是盡可能多地采用先進的技術(shù)，使生產(chǎn)達到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理的要求，符合優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、安全、低能耗的原則，具體考慮以下幾點。 ⑵ 滿足經(jīng)濟上的要求 要節(jié)省熱能和電能的消耗，減少設(shè)備與基建的費用，如合理利用塔頂和塔底的廢熱，既可節(jié)省蒸汽和冷卻介質(zhì)的消耗，也能節(jié)省電的消耗。 ⑶ 保證生產(chǎn)安全 生產(chǎn)中應(yīng)防止物料的泄露，生產(chǎn)和使用易燃物料車間的電器均應(yīng)為 防爆產(chǎn)品。